Winkelmessung mit planaren kapazitiven Sensoren (Angular Measurement with Planar Capacitive Sensors)
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Abstract
Neben magnetischen und optischen Methoden zur kontaktlosen Winkelmessung haben sich in letzter Zeit kapazitive Sensoren als robuste Alternative für industrielle und Automobil-Applikationen etabliert. Diese Sensoren erreichen Genauigkeiten von 0,1° und besser bei möglichen Messraten von über 10 kHz. Die heute gängigen Arten von kapazitiven Sensoren für diese Anwendungen verwenden getrennte Sende- und Empfangsplatinen, was in vielen Fällen aufgrund von erschwerter Montage und zusätzlichem Platzbedarf (und zusätzlichen Kosten) unerwünscht ist. Ebenso befindet sich die Auswerteelektronik bei diesen Sensoren in unmittelbarer Nähe zu den Elektroden, weshalb sich diese Sensoren nicht für besonders raues Umfeld eignen. Das in dieser Arbeit beschriebene Verfahren verwendet eine gemeinsame Platine für Sender und Empfänger, wobei die Auswerteelektronik bis zu einem gewissen Grad räumlich von den Elektroden getrennt sein kann. Dadurch können im eigentlichen Sensorraum hohe Temperaturen und Drücke vorherrschen, ohne dass der Sensor dadurch beeinträchtigt würde.
Abstract
Besides magnetical and optical methods for non-contacting angular position measurement, capacitive sensors have proven reliability in automotive and industrial applications. Accuracies of 0.1° and better are commonly achieved at reading frequencies above 10 kHz. Typically these sensors use separate transmitter and receiver boards, which is a draw back in some applications because of additional space requirements and a time consuming and thus costly assembly. Furthermore, the proximity of the electronic circuitry to the electrodes prevents the application of such sensors in harsh environments. The paper presents a novel design of a single board planar sensor, where the electronics and the electrodes can be spatially separated allowing high temperature and pressure in the effective sensor space.
© 2003 Oldenbourg Wissenschaftsverlag GmbH
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